電氣試驗基礎

1電氣設備的絕緣試驗2交接試驗預防性實驗絕緣缺陷整體性或分布性局部性或集中性試驗方法非破壞性試驗耐壓試驗具體判斷某一設備的絕緣狀況時，應注意各項試驗結果綜合判斷同一設備三相試驗結果比較歷次試驗結果互相比較試驗的分類1概述3電氣設備絕緣試驗分兩大類（一）耐壓試驗――破壞性試驗試驗所加電壓等價于或高于設備運行中可能受到的各種電壓。最有效和最可信；可能導致絕緣的破壞。種類：工頻耐壓試驗直流耐壓試驗沖擊耐壓試驗（二）檢查性試驗――預防性試驗測定絕緣某些方面的特性；一般在較低電壓下進行，通常不會導致絕緣的擊穿破壞。

4測試方法方法有許多種：測絕緣電阻，吸收比；測泄漏電流；測tgδ，等效電容Ｃ，等效電阻Ｒ；局部放電測試，電壓分布測試；油氣色譜分析。各方法反映絕緣缺陷的性質(zhì)不同，對不同絕緣材料和絕緣結構的有效性也不同。兩類試驗間的關系：

相互補充，而不能相互代替.先作檢查性試驗，再確定耐壓試驗的時間和條件.5絕緣中的缺陷可分為兩類:一類是局部性或集中性的缺陷另一類是整體性或分布性的缺陷:整體絕緣老化、變質(zhì)、受潮、絕緣性能下降6一.絕緣電阻和吸收比測量(一).絕緣電阻的測量1.兆歐表的工作原理7兆歐表（絕緣搖表）的原理和接線

R1R2ELSNG12線路端子L接地端子E保護端子G三個接線端子搖動發(fā)電機手柄，直流電壓就加到兩個并聯(lián)的支路上。電阻R1和電壓線圈1被試電阻，電阻R2和電流線圈2直流發(fā)電機8

兩個線圈中電流產(chǎn)生的力矩方向相反固定在同一轉(zhuǎn)子上，并可帶動指針旋轉(zhuǎn)。到達平衡時，指針偏轉(zhuǎn)的角度正比于I1/I2（因為并聯(lián)支路內(nèi)的電流分配是與電阻成反比的，所以偏轉(zhuǎn)角的大小可以反映出被試電阻的大小)。由于沒有彈簧游絲，當線圈中沒有電流時，指針可停在任一偏轉(zhuǎn)角位置。LGE兆歐表屏蔽極的使用

兆歐表（絕緣搖表）的原理和接線

9由于存在吸收現(xiàn)象，通常規(guī)定以加壓后1min

時測得的數(shù)值作為該試品的絕緣電阻。且該絕緣電阻常比真正的絕緣電阻值要低一些；只在有貫通性的絕緣缺陷存在的情況下，絕緣電阻才會有顯著的變化。測量絕緣電阻應注意的兩點兆歐表（絕緣搖表）的原理和接線

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可有效地發(fā)現(xiàn)：（1）兩極間有穿透性的導電通道．（2）受潮（3）表面污垢不能發(fā)現(xiàn)的缺陷：(1)絕緣中的局部缺陷

(2)絕緣的老化

判斷方法：將所測電阻值與標準及以往歷史數(shù)據(jù)比．

2.測試功效113.接線124.絕緣的吸收比通常測量的是15S及60S時的R15及R60，用來判斷絕緣是否受潮。一般認為K<1.3可判斷絕緣受潮。K值也可以反映貫通性的絕緣缺陷。R

CrC絕緣的吸收比絕緣良好時，Ｒ和r都較大，則測得的絕緣電阻值較高，且需經(jīng)過較長時間才達到穩(wěn)定；如絕緣受潮或存在某些穿透性的導電通道，則測得的絕緣電阻值較低，且很快達到穩(wěn)定。13 (1)先拆除被試品的電源和對外一切連線,將其接地、以充分放電

(2)待手搖發(fā)電機穩(wěn)定以后,再將兩端子接在試品上60秒后再讀數(shù)

(3)對大容量試品,測好以后先斷兩端子接線,后停手搖發(fā)電機，以免反充電建成損壞

(4)注意溫度和濕度的較正5.注意事項141．溫度：一般隨溫度上升，Ｒ減小，Ｔ↑→γ↑，ｉａ↑→Ｒ↓；受潮→有損極化加強，ｉＰ↑，充電加快，曲線平坦．濕度絕緣表面的泄漏電流增大，進入電流線圈，使絕緣電阻讀數(shù)顯著下降3．試驗前將被試品接地放電一定時間（

5～

10min）．

影響測量結果的因素

15二.介質(zhì)損耗角正切的測量1.作用 能有效地測出絕緣受潮、老化等分布性缺陷。對集中性缺陷不靈敏,體積越大也越不靈敏16正接線：C點接到電源的高壓端，D點接地。反接線：D點接到電源的高壓端，C點接地。四、西林電橋測量時的兩種接線17正接線：C點接到電源的高壓端，D點接地。四西林電橋測量時的兩種接線由于臂I、2的阻抗比3、4大得多，電壓大部分將降落在上橋臂。在凋節(jié)部分R3和C4上的電壓降通常只有幾伏，對操作人員沒有危險。為了防止試品或標準電容一旦發(fā)生擊穿時在低壓臂上出現(xiàn)高電壓，在電橋的A，B點和接地的屏蔽間接有放電管；以保證人身和設備的女全。這種接線法測量準確度較高，但要求被試品兩端部對地絕緣。適用：體積小，重量輕18反接線：D點接到電源的高壓端，C點接地。四西林電橋測量時的兩種接線這種接線適于在現(xiàn)場試驗一端固定接地的設備。但此時操作部分R3及C4處在高電位，為保證操作的安全應采取一定的措施。一個辦法是把電橋本體和操作者一起放在絕緣臺上或放在一個叫法拉第籠的金屬籠里對地絕緣起來，使操作者與R3、C4處于等電位。另一個辦法是人手通過絕緣桿去調(diào)節(jié)R3、C4。適用：體積大，重量大，外殼接地19防止外界電磁場對電橋的干擾

加設屏蔽(消除電容的影響)采用移相電源倒相法電橋本體被試品和標準電容器連到電橋的引線試品本身電場和磁場的影響干擾產(chǎn)生的原因20(3)電橋本體接地良好(4)反接法時,三根引線處于高壓,必須懸空(5)能分開測的試品盡量分開測(6)應保持試品表面干燥(7)試品設備有繞阻時,應首尾短接起來4.注意事項(2)被試品和標準無損電容器連到電橋本體的引線也要使用屏蔽導線(1)電橋本體必須加以屏蔽21局部放電時出現(xiàn)的現(xiàn)象電的現(xiàn)象非電的現(xiàn)象檢測方法電的方法：定性、定量非電的方法：定性的，不夠靈活局部放電測試設備的工作原理——把微伏級的電壓脈沖檢測出來。三.局部放電的測量22三.局部放電的測量1、作用 能測出絕緣內(nèi)部是否存在氣泡、空隙、雜質(zhì)等缺陷23讓工頻電壓作用到試品上，阻止被測的高頻脈沖或電源中的高頻成分通過。Cx：試品電容CK：耦合電容Zm：測量阻抗A：放大器M：

量測儀器Z：低通濾波器并聯(lián)測量回路（適用于試品一端接地的情況）CKCxAZmUZM測量回路24讓工頻電壓作用到試品上，阻止被測的高頻脈沖或電源中的高頻成分通過。Cx：試品電容CK：耦合電容Zm：測量阻抗A：放大器M：

量測儀器Z：低通濾波器CKCxAZmUZM串聯(lián)測量回路（試品的低壓端必須與地絕緣）測量回路25讓工頻電壓作用到試品上，阻止被測的高頻脈沖或電源中的高頻成分通過。Cx：試品電容CK：耦合電容Zm：測量阻抗A：放大器M：

量測儀器Z：低通濾波器CKCxAZm1

Zm2UZM橋式測量回路（抗外部干擾的性能較好）測量回路264.注意事項(1)試品的絕緣表面應清潔干燥(2)盡量避免外界的干擾源(3)測試設備的地線應連成一體,高壓引線應遠離地線(4)試品相連的線要短,周圍物體應良好接地27四.工頻交流耐壓試驗1.作用：能確定電氣設備絕緣的耐受水平282.接線及設備29單相接觸式調(diào)壓器30各種接觸式調(diào)壓器31試驗變壓器32球隙測量器33保護電阻343.工頻試驗變壓器(1).工頻試驗變壓器與電力變壓器的比較工頻試驗變壓器電力變壓器35

試驗變壓器與電力變壓器的比較試驗變壓器電力變壓器1電壓等級更高、容量不大，僅單相電壓等級高、容量大，分單相、三相2工作在電容性負荷下工作在電感性負荷下3允許發(fā)生短時短路不允許發(fā)生短路4工作時間短工作時間長5漏磁通較大漏磁通較小6溫度比較低、無散熱要求溫度比較高、有散熱要求7絕緣裕度小絕緣裕度大36五.直流泄漏電流的測量1.泄漏電流測量的特點（1）能更有效地發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷（2）在試驗升壓過程中，可以隨時監(jiān)視微安表指示，了解絕緣情況37直流耐壓試驗和泄漏電流測量

兆歐表測量絕緣電阻方法的不足：電壓較低，發(fā)觀絕緣缺陷的能力受到限制。較高的直流電壓來測絕緣電阻或泄漏電流，有效地發(fā)現(xiàn)一些尙未完全貫通的集中性缺陷。38直流泄漏電流的測量實驗總結：

在同一直流電壓作用下，良好絕緣的泄漏電流較?。磺译S電壓的增加泄漏電流正比增加； 絕緣受潮時，泄漏電流增大； 當絕緣有集中性缺陷時，電壓升高到一定值后，泄漏電流激增； 絕緣的集中性缺陷越嚴重，出現(xiàn)泄漏電流激增的電壓將越低。 當泄漏電流超過一定標準時，應盡可能找出原因，并加以消除。39發(fā)電機絕緣的泄漏電流隨直流電壓變化的曲線402.直流泄漏試驗接線(1)被試品不接地(不適于現(xiàn)場實驗)41(2)被試品一極接地(適于現(xiàn)場實驗)423.試驗方法被試品額定電壓35kV及以下施加10—30kV直流電壓被試品額定電壓110kV及以上施加40kV直流電壓試驗時按每級0.5倍試驗電壓分階段升高每階段停留1min，讀微安表讀數(shù)即為泄漏電流繪制泄漏電流與加壓時間、泄漏電流與試驗電壓關系曲線后進行分析434.微安表的保護R：為增壓電阻；C：濾波電容，有兩個作用；F：放電管L：防止沖擊電流對微安表的破壞。S：切換開關，只有在穩(wěn)定時，投放微安表用。

微安表是精密儀表，使用中應十分愛護，一般微安表都有專門的保護裝置，如下圖所示。44六.直流耐壓試驗內(nèi)容直流泄漏電流實驗直流耐壓實驗實驗方法相同相同作用檢查絕緣情況，實驗電壓低試驗絕緣強度，實驗電壓高45六.直流耐壓試驗直流下沒有電容電流，要求電源容量很小，加上可以用串級的方法產(chǎn)生高壓直流，所以試驗設備可以做得比較輕巧，適合于現(xiàn)場預防性試驗的要求；在直流耐壓試驗時，可以同時測量泄漏電流，并根據(jù)其隨電壓變化的特性，判斷絕緣狀況，發(fā)現(xiàn)缺陷。直流耐壓實驗比交流耐壓實驗更能發(fā)現(xiàn)電機端部的絕緣缺陷；直流耐壓試驗對絕緣的損傷程度比交流耐壓小。由于直流電壓作用下在絕緣內(nèi)部的電壓分布和交流電壓作用下的電壓分布不同，直流耐壓試驗對交流設備絕緣的考驗不如交流耐壓試驗接近實際運行情況。直流耐壓試驗時，試驗電壓值的選擇是一個重要的問題。46六、沖擊高壓試驗1.作用

用來檢驗高壓電氣設備在雷電過電壓和操作過電壓作用下的絕緣性能和保護性能47沖擊電壓試驗一沖擊電壓發(fā)生器的基本回路電容器C1由直流電源充電至Um,若球隙G在外部作用下?lián)舸?，此后電路中發(fā)生的充、放電過程如下：

在球隙擊穿瞬間C1經(jīng)R1向C2充電，同時向R2放電；當C2上的電壓達到峰值后，由C1和C2繼續(xù)對R2放電，又使C2上的電壓進一步下降。一般選擇R1<<

R2，就可以在C2上得到所要求的波前較短而波長較長的沖擊電壓波型。R1C1R2C2利用系數(shù)482.沖擊電壓發(fā)生器的基本回路七、沖擊高壓試驗49沖擊電壓發(fā)生器的基本原理

沖擊電壓發(fā)生器概念：沖擊電壓發(fā)生器由一組并聯(lián)的儲能高壓電容器，自直流高壓源充電幾十秒鐘后，通過銅球突然經(jīng)電阻串聯(lián)放電，在試品上形成陡峭上升前沿的沖擊電壓波形。沖擊波持續(xù)時間以微秒計，電壓峰值一般為幾十kV至幾MV

發(fā)明人：產(chǎn)生較高電壓的沖擊發(fā)生器多級回路，首先由德國人E.馬克思（E.Marx）提出，為此他于1923年獲得專利，被稱為馬克思回路505152戶外沖擊電壓發(fā)生器及分壓器53戶內(nèi)沖擊電壓發(fā)生器及截波裝置54各種試驗方法的特點總結序號試驗方法能發(fā)現(xiàn)的缺陷1測量絕緣電阻及泄漏電流貫穿性的受潮、臟污和導電通道2測量吸收比大面積受潮、貫穿性的集中缺陷3測量tgδ絕緣普遍受潮和劣化4測量局部放電有氣體放電的局部缺陷5交流或直流耐壓試驗使抗電強度下降到一定程度的主絕緣局部缺陷6沖擊波耐壓試驗(限于變壓器)使抗電強度下降到一定程度的主絕緣或縱絕緣的局部缺陷表中序號5和6兩